(统编版)2020高中物理第十三章光7光的颜色色散达标训练新人教版选修3_54

第7、8节光的颜色__色散__激光一、光的颜色 色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同。

图13-7-1 2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。

如图13-7-1。

3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。

4．几种色散现象(1)薄膜干涉中的色散①薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差。

②薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹。

(2)衍射时的色散用白光做衍射实验时，得到的条纹是彩色的。

这是因为衍射时不同色光的亮条纹的位1.光的颜色由频率决定，不同颜色的光波长不同。

2．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，这些单色光按波长的有序排列就是光谱。

3．能使光色散的方法有：(1)薄膜干涉色散；(2)衍射色散；(3)折射色散。

4．在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越慢。

5．激光是人工产生的，具有相干性好、平行度好、亮度高的特点。

置不同，于是各种色光就区分开了。

这种现象是光在衍射时的色散。

(3)折射时的色散图13-7-2如图13-7-2说明白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这说明白光是由七色光组成的。

5．在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越慢。

二、激光1．激光的特点及应用特点性质应用相干性激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性光纤通信平行度激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度精确的测距；读取光盘上记录的信息等高亮度它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核反应等2．全息照相(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。

7.光的颜色色散基础巩固1一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。

已知a光的频率小于b光的频率。

则下列光路图可能正确的是()解析：由于a光的频率小于b光的频率,a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率,由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同,且出射光均应平行于入射光,可判定B项正确。

答案：B2公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是()A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大解析：光从水里射入空气发生折射,入射角相同时,折射率越大,折射角越大,从水面上看光源越浅,红灯发出的红光的折射率最小,看起来最深;设光源的深度为d,光的临界角为C,则光能够照亮的水面面积大小为S=π(d tan C)2,可见,临界角越大,照亮的面积越大,各种色光中,红光的折射率最小,临界角最大,所以红灯照亮的水面面积较大,选项D正确。

答案：D3如图所示,一显示薄膜干涉及现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些食盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的()解析：肥皂膜在重力作用下,形成一个上薄下厚的薄膜,入射光在薄膜的前后两个表面反射后,互相干涉,形成水平方向的干涉条纹,选项D正确。

答案：D4把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到明暗相间的条纹。

下面关于条纹的说法正确的是()A.干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果,条纹间距都相等B.干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.将薄片增厚,条纹变疏D.观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的另一侧解析：干涉条纹的产生是光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果,由于空气膜厚度是均匀变化的,故条纹间距都相等,选项A对;干涉条纹中的暗纹是两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,选项B错;将薄片增厚,条纹变密,选项C错;观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧,选项D错。

第7节 光的颜色色散 第8节 激光1．关于激光，下列说法正确的是( )A ．激光是用人工方法激发的一种特殊的光B ．自然界中某些天然物体也可以发出激光C ．激光可以像刀子一样切除肿瘤D ．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象2．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随着波长λ的变化符合科西经验公式：24BC n A λλ=++，其中A 、B 、C 是正的常数。

太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。

则( )A ．屏上c 处是紫光B ．屏上d 处是红光C ．屏上b 处是紫光D ．屏上a 处是红光3．以下说法正确的是( )A ．光纤通信利用了激光相干性好的特点B ．激光武器利用了激光亮度高的特点C ．激光写、读利用了激光亮度高的特点D ．激光加工、激光手术利用了激光亮度高的特点4．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则( )A ．绿光也一定能发生全反射B ．红光也一定能发生全反射C ．红、绿光都能发生全反射D ．红、绿光都不能发生全反射5．取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是( )A ．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果B ．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果C ．这是上面一块玻璃板的上、下两表面的反射光干涉的结果D ．这是下面一块玻璃板的上、下两表面的反射光干涉的结果6．一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示。

若保持入射点O 不变而逐渐增大入射角，则关于红光和紫光的下述说法中错误的是( )A ．若红光射到P 点，则紫光在P 点上方B ．若红光射到P 点，则紫光在P 点下方C ．紫光先发生全反射，而红光后发生全反射D ．当红光和紫光都发生全反射时，它们的反射光线射到水底时是在同一点7．如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角i照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信息转变为电信号，依据测量光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化。

第十三章光第7节光的颜色色散第8节激光课时分层训练「基础达标练」1．光的颜色取决于()A．波长B．频率C．传播速度D．折射率解析：选B光的频率决定光的颜色，光在传播过程中频率不变，即颜色不变．2．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变解析：选D在本实验中肥皂液薄膜之所以产生干涉条纹，是因为在重力作用下肥皂液薄膜的竖截面是梯形，由前后两面的反射光叠加而形成，金属线圈在其所在平面内缓慢旋转并不能影响肥皂液薄膜的竖截面，故金属线圈在其所在平面内旋转时干涉条纹保持不变，故选项D正确．3．(2019·福建晋江平山中学高二期末)通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些现象分别属于()A．光的衍射、色散和干涉现象B．光的干涉、衍射和色散现象C．光的干涉、色散和衍射现象D．光的衍射、干涉和色散现象解析：选A通过狭缝观察发光的日光灯也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象，瀑布在阳光下呈现的彩虹，是光的折射色散现象，肥皂膜表面可看到彩色条纹，是肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹，故A正确，B、C、D错误．4．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若用l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则()A．l1<l2<l0B．l1>l2>l0C．l2>l1>l0D．l2<l1<l0解析：选D 红光的折射率n 1小于蓝光的折射率n 2，b 点的像红光比蓝光靠下，所以l 2<l 1<l 0.5．(多选)某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a 、b 两束单色光，如图所示．以下说法正确的是( )A ．a 光的频率比b 光大B ．a 光在该介质中的传播速度比b 光大C ．光由介质射入空气时，a 光的临界角比b 光小D ．a 、b 通过相同的单缝衍射实验装置，a 光的衍射条纹较大解析：选AC 由图看出，a 光的偏折程度大于b 光的偏折程度，则a 光的折射率大于b 光的折射率，所以a 光的频率大于b 光的频率，故A 正确；因为a光的折射率大，由公式v ＝c n ，可知，a 光在该介质中的传播速度比b 光小，故B错误；a 光的折射率大，根据sin C ＝1n 知，a 光的临界角小，故C 正确；a 光的频率大，则波长小，波动性比b 光弱，则知a 、b 通过相同的单缝衍射实验装置，a 光的衍射条纹较小，故D 错误．6．(多选)关于激光的应用，以下说法正确的是( )A ．光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B ．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的C．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光相干性好的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点解析：选AB光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故A正确；由于激光平行度好，所以它能用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息，故B正确；医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故C错误；“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，故D错误．7．(多选)a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是()A．玻璃对三种光的折射率关系为n a>n b>n cB．玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率C．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄D．a、c光分别从空气射入某种介质中，c光发生全反射时临界角较小解析：选BC a光通过玻璃砖后偏折程度比c光的大，所以玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率．由于玻璃对b光没有发生偏折，无法判断玻璃对b 光的折射率与对a、c两光的折射率的大小，故A错误，B正确；玻璃对a光的折射率大于对c 光的折射率，则a 光的波长比c 光小，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，可知在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比c 光窄，故C 正确；玻璃对a 光的折射率大于对c 光的折射率，根据临界角公式sin C ＝1n分析知c 光发生全反射时临界角较大，故D 错误．8.一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是( )A ．平行的、明暗相间的干涉条纹B ．环形的、明暗相间的干涉条纹C ．只能看到同颜色的平行反射光D ．一片黑暗解析：选B 薄膜干涉条纹可看做等厚线，题图中，厚度相同的空气薄膜应是以切点为圆心的一个个圆，故干涉条纹应是环形的条纹，又因是单色光照射，所以是明暗相间的条纹，故选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a 点和b 点之间，则( )A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析：选B由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示，所以从a点射出的是紫光，从b 点射出的是红光，故选项B正确．10. (多选)如图所示，玻璃中有一足够长的长方体空气泡．玻璃中有两束平行的光：甲光(红光)和乙光(紫光)，两者相距为d，斜射到空气泡上表面，则()A．若甲光能从矩形空气泡的下表面射出，则乙光一定也能从下表面射出B．若两种光经上表面折射后均能从下表面出射，则出射光线间距离一定小于dC．若两种光经上表面折射后均能从下表面出射，则出射光线间距离一定大于dD．甲、乙两种光，均是原子核外电子受激发而产生的解析：选CD两束光从玻璃进入空气泡时是从光密介质进入光疏介质，甲光可以射出时，乙光有可能发生全反射而无法进入，故A错误；光线通过平行空气泡时，要发生两次折射，因为空气泡上下两个表面平行，上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，可知出射光线与入射光线一定平行．由于紫光的折射率大于红光的折射率，紫光通过空气泡后光线的侧移较大，所以两条出射光线间距一定大于d，故B错误，C正确；根据光产生的原理可知，红色光与紫色光都是原子核外电子受激发而产生的，故D正确．「能力提升练」11．(多选)下列说法正确的是()A．全息照相主要是利用了光的干涉现象B．单反相机的增透膜利用了光的偏振现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉D．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象解析：选AC全息照相利用光的干涉现象，故A正确；增透膜，利用膜的内外表面反射光，相同的频率，相互叠加，从而增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故B错误；标准平面检查光学平面的平整程度，由空气薄层的两表面反射光，频率相同，从而相互叠加，形成干涉条纹，是利用了光的干涉现象，故C正确；障碍物的尺寸比光的波长大得多时，也会发生衍射现象，只不过不明显，故D错误．12．(多选)如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明()A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷解析：选BC A处条纹向左弯曲，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条纹弯向左边，故知A处下凹．同理可知B处有凸起．13. (多选)如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合．一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上．使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是()A ．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B ．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C ．红光在玻璃砖中传播速度最小D ．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E ．玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光解析：选BDE 根据反射定律和折射定律及几何知识知，在玻璃砖转动过程中，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，反射光线与半圆形玻璃砖垂直，不会发生色散现象，折射光会发生色散现象，故A 错误，B 正确；根据光在玻璃中的传播的速度v ＝c n ，红光频率最小，折射率最小，红光在玻璃砖中传播速度最大，故C 错误；玻璃砖绕O 点逆时针缓慢地转过角度θ的过程中，入射角增大，由折射定律n ＝sin i sin r 可知折射角也随之增大，而且法线也逆时针旋转，所以折射光斑在弧形屏上沿C →D 方向移动，随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，由临界角公式sin C ＝1n可知紫光折射率最大，临界角最小，玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光，故D 、E 正确．14．(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析：选BCD据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故选项A错误；光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故选项B正确；紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以紫光的折射角要小于蓝光的折射角，则可能通过B点正下方的C 点，故选项C正确；若是红光，其折射率小于蓝光的折射率，折射角大于蓝光的折射角，则可能通过B点正上方的D点，故选项D正确．15．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为f＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光的路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝Nλ′(N ＝1,2，…)，因此，薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c f ，在膜中的波长是λ′＝λn ，故膜的厚度至少为d ＝12λ′，代入数据得d ≈1.23×10－7 m.答案：1.23×10－7 m16．如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝12 cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n 1＝233，n 2＝ 2.(1)判断在AM 和AN 两处产生亮斑的颜色；(2)求两个亮斑间的距离．解析：(1)设红光和紫光的临界角分别为C 1、C 2，sin C 1＝1n 1＝32，C 1＝60° 同理C 2＝45°，i ＝45°＝C 2<C 1，所以紫光在AB 面发生全反射，而红光在AB 面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 垂直，所以在AM 处产生的亮斑P 1为红色，在AN 处产生的亮斑P 2为红色与紫色的混合色．(2)画出如图光路图，设折射角为r ，两个光斑分别为P 1、P 2，根据折射定律n＝sin r sin i求得sin r＝6 3由几何知识可得tan r＝R AP1解得AP1＝6 2 cm由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，解得AP2＝12 cm 所以P1P2＝6(2＋2)cm.答案：见解析。

光的颜色色散激光[随堂检测]1．光的颜色取决于( )A．波长B．频率C．传播速度D．折射率解析：选B.光的频率决定光的颜色，光在传播过程中频率不变，即颜色不变2．激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点( )A．激光具有高度的相干性B．激光的平行度非常好C．激光的亮度高D．激光的单色性好解析：选B.“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好．故B正确．3.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变解析：选D.在本实验中肥皂液薄膜之所以产生干涉条纹，是因为在重力作用下肥皂液薄膜的竖截面是梯形，由前后两面的反射光叠加而形成的，金属线圈在其所在平面内缓慢旋转并不能影响肥皂液薄膜的竖截面，故金属线圈在其所在平面内旋转时干涉条纹保持不变．故选项D 正确．4．涂有增透膜的照相机镜头看上去呈现淡紫色，说明( )A．增透膜明显地增强了红光的透射现象B．增透膜明显地增强了紫光的透射现象C．增透膜明显地增强了绿光的透射现象D ．增透膜明显地增强了绿光的反射损失解析：选C.人眼对绿光最敏感，所以照相机镜头的增透膜采用了加强绿光透射使之干涉加强的做法，而与绿光频率偏差最大的红光和紫光透射效果最差，反射光较强，反射损失最大，所以看上去呈现红光和紫光的混合色，即呈现淡紫色．故C 选项正确． 5．一束红、紫两色的混合光，从某种液体射向空气，当研究在界面上发生折射和反射现象时，可能发生的情况是下图中的( )解析：选C.在同种液体中，紫光的折射率较大，所以当它们从某种液体射向空气并且入射角相同时，紫光的折射角较大，选项A 错误；根据临界角公式C ＝arcsin 1n可知，紫光的折射率较大，临界角较小，紫光更容易发生全反射，而选项B 中的红光首先发生了全反射，所以可排除；两种色光在界面处都要发生光的反射，所以选项D 也可排除，故选项C 正确．[课时作业] [学生用书P117(单独成册)]一、单项选择题1．在演示双缝干涉的实验时常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性( )A ．亮度高B ．方向性强C ．单色性好D ．波动性好解析：选C.频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光，故选项C 正确.2．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A ．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B ．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C ．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D ．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧解析：选D.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现亮条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象，如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的．如果是复色光照射，某种颜色的光因干涉而振动加强，另一些颜色的光会因干涉而振动减弱，减弱的光透过薄膜，加强的光被反射回来，这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色，但不形成干涉条纹．3．关于激光与自然光，下列说法不正确的是( )A．激光的频率单一，而自然光是含有各种色光频率的光，所以激光的相干性好B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的C．激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的D．相干性好是激光与普通光的根本区别解析：选B.光都是由物质的原子中发射出来的，激光的频率单一，相干性很好，自然光中含有各种频率的光，A、C、D正确，B错误．4．通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些现象分别属于( )A．光的衍射、色散和干涉现象B．光的干涉、衍射和色散现象C．光的干涉、色散和衍射现象D．光的衍射、干涉和色散现象解析：选A.通过狭缝观察发光的日光灯也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象，瀑布在阳光下呈现的彩虹，是光的折射色散现象，肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹；故A正确，B、C、D错误．5.如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则( )A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析：选B.由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示，所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，故选项B正确．6．已知一束可见光m是由a、b、c三种单色光组成的，光束m通过三棱镜的传播情况如图所示，则比较a 、b 、c 三种单色光，下列说法正确的是( )A ．a 色光的折射率最大B ．c 色光的频率最小C ．b 色光在玻璃中的传播速度最小D ．c 色光发生全反射的临界角最小解析：选D.由图得到，光线c 偏转角最大，故c 的折射率最大，频率最大，故A 、B 错误；光线c 折射率最大，根据v ＝c n 可知，c 光在玻璃中传播速度最小，选项C 错误；根据sin C ＝1n可知，c 光发生全反射的临界角最小，选项D 正确．7.如图所示实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变解析：选D.在该实验中，产生干涉的是在肥皂液膜的前后两表面两束反射光，随着金属丝圈的转动，薄膜在竖直方向的厚度分布情况不变，光在肥皂液薄膜的同一位置处，前后两表面两束反射光的光程差并没有变，所以原来是亮纹的仍然是亮纹，原来是暗纹的仍然是暗纹，因此干涉条纹保持原来状态不变，因此D 项正确，其他选项均不对．二、多项选择题8．关于激光的应用，以下说法正确的是( )A ．光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B ．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的C ．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光相干性好的特点D ．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点解析：选AB.光纤通信是应用激光相干性非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故A 正确．由于激光平行度好，所以它能用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息，故B 正确．医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故C 错误．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好．故D 错误．9．如图所示，两束不同的单色光P 和Q ，沿半径方向射向半圆形玻璃砖，其折射光线都是从圆心O 点沿OF 方向射出，则在该玻璃中( )A ．P 光束的折射率比Q 光束的折射率大B ．P 光束的频率比Q 光束的频率小C ．P 光束的波长比Q 光束的波长大D ．P 光束传播时间比Q 光束所需时间长解析：选BC.由图看出，单色光Q 的偏折角较大，根据折射定律得知，玻璃对单色光Q 的折射率较大，故A 错误．折射率越小，光的频率越小，所以P 光束的频率比Q 光束的频率小，故B 正确．由c ＝λf ，知光的频率越小，波长越长，则P 光束的波长比Q 光束的波长大．故C 正确．由v ＝c n分析得知，P 光在玻璃传播速度较大，所以P 穿过玻璃砖所需时间比Q 短．故D 错误．10．彩虹是由阳光射入雨滴(视为球形)时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的．现有白光束L 由图示方向射入雨滴，a 、b 是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图．下列说法正确的是( )A ．光线b 在雨滴中传播时的波长较长B ．光线b 在雨滴中的折射率较大C ．若分别让a 、b 两色光通过同一双缝装置，则b 光形成的干涉条纹的间距较大D ．光线b 在雨滴中的传播速度较大解析：选ACD.由题图可知，发生第一次折射时，光线b 的折射角r b 大于光线a 的折射角r a ，由n ＝sin i sin r 知，n a >n b ，由v ＝c n知，v b >v a ，选项B 错误，D 正确；由于n a >n b ，则频率f a >f b ，λa <λb ，由Δx ＝l dλ知，Δx a <Δx b ，选项A 、C 正确．11.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )A ．O 1点在O 点的右侧B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点解析：选BCD.据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O 1点应在O 点的左侧，故选项A 错误．光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故选项B 正确．紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以紫光的折射角要小于蓝光的折射角，则可能通过B 点正下方的C 点，故选项C 正确．若是红光，其折射率小于蓝光的折射率，折射角大于蓝光的折射角，则可能通过B 点正上方的D 点，故选项D 正确．三、非选择题12.如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO 以不变的入射角i 照到MN 表面，折射后从PQ 表面射出，折射光线最后照到光电管C 上，光电管将光信息转变为电信号，依据测量光束在C 上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化．设i ＝45°，玻璃对该光的折射率为2，C 上的光斑向左移动了Δx ，则可确定玻璃的厚度比原来变______(选填“厚”或“薄”)了________．解析：光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移，光斑向左移，可见玻璃变厚． 由sin i sin r＝n ，得r ＝30°. 设玻璃砖比原来变厚了d ，则d tan 45°－d tan 30°＝Δx ，所以d ＝3＋32Δx . 答案：厚 3＋32Δx 13．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为f ＝8.1×1014Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光的路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1，2，…)，因此，薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2.紫外线在真空中的波长是λ＝cf，在膜中的波长是λ′＝λn，故膜的厚度至少为d＝12λ′，代入数据得d≈1.23×10－7m. 答案：1.23×10－7m。

光的颜色 色散我夯基我达标1.如图13-4-5所示，从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab 间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是（ )图13-4-5A.a 侧是红色光，b 侧是紫色光B.在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C.三棱镜对a 侧光折射率小于对b 侧光的折射率D.在三棱镜中a 侧光的传播速度大于b 侧光的传播速度思路解析：由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，据n=r i sin sin 可以得a 侧为紫光，b 侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由n=c/v 可以求出，红光的传播速度大于紫光的.答案：B2.如图13-4-6所示的三棱镜中，BC 面镀有反射膜，一束白光斜射入AB 面，经棱镜后再斜射入AC 面，经棱镜后在屏幕的bc 段形成彩色光带，则b 点颜色是____________色（屏幕距棱镜AC 面较近，且与AC 平行）.图13-4-6思路解析：在玻璃中，紫光的折射率大于红光的折射率，n=ri sin sin ，经过反射膜，因为入射角等于反射角，可以得知，b 点的颜色为红色.答案：红3.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路图.一束细光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R 的球，球心O 到入射光线的垂直距离为d ，水的折射率为n. 在图13-4-7中画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图.图13-4-7思路解析：考查运用光的折射定律、反射定律以及几何知识处理问题的综合分析能力，同时也考查了学生画光路图的能力.答案：光路图如图所示.我综合我发展4.半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面如图13-4-8所示，圆心为O ，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A 为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B ，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率n=3.图13-4-8（1）求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离d ；（2）若入射的是单色蓝光，则距离d 将比上面求得的结果大还是小?思路解析：（1）如图所示，i 1=60°，r 1=30°，i 2=30°，r 2=60°，光线1不发生偏折.OC=ο30cos 2R=360tan ,,3R OC d R ==ο. （2）玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折更明显，故d 变小.答案：（1）d=3R (2)d 变小 5.如图13-4-9所示，a 和b 都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角θ从P 点射入，θ>φ.已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b 板后（ )图13-4-9A.传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角B.传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角C.红光在蓝光的左边D.红光在蓝光的右边思路解析：光线通过玻璃板后，方向不变但发生侧向位移，光频率越高，折射率越大，侧向位移越大.红光频率小于蓝光，所以蓝光侧向位移大，第一次透过玻璃板a后红光位于蓝光右边（如图），当光线射到b上时，由于θ>φ，由几何关系知光线从法线左侧入射，侧移情况与a相似，红光仍在蓝光右边，且两者间距加大，故选D.答案：D6.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色谱带如图10410所示，请回答下列问题：图13-4-10（1）B、C、D分别为什么带？（2）将一瓶绿藻放在A处，则B、C、D哪一段变暗？（3）将这瓶绿藻放在B、C、D的哪一段位置上，就会严重影响它的生长？答案：（1）B——红外带；C——可见带；D——紫外带（2）阳光透过绿藻时，绿光吸收最少，故此时位于色谱两端的B、D将变暗.（3）根据上面的分析，C为绿光区，由于进行光合作用时，叶绿素主要吸收红橙光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，各种色素所吸收的光能都要传递给叶绿素，才能进行光合反应，因而放在C区会严重影响其生长.。

高中物理学习材料唐玲收集整理1．(2013·长安一中高二检测)下列与光的干涉有关的事实是( )A．用光导纤维传播信号B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．水面上的油膜呈现彩色解析：选ABD.光导纤维是利用光的全反射和激光的相干性，从而能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故选项A正确；白光通过三棱镜出现彩色光带是色散现象，故C错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度、水面上的油膜呈现彩色是光在前后两个表面反射的光干涉形成的，故选项B、D正确．2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是图中的( )解析：选D.铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是水平的．3．对于激光的认识，以下说法正确的是( )A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光已经深入我们生活的各个方面解析：选CD.普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，所以激光与普通光源发出的光有着质的区别，A选项错误；激光是原子受激辐射产生的光，要通过人工专门制得，所以并不是在自然界中普遍存在的，B选项错误，C选项正确；在日常的生产、生活中很多方面都用到了激光，D选项正确．4．市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使物体被照处的热效应大大降低，从而广泛的应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面反光镜玻璃表面上镀一层薄膜，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在膜中的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为( )A ．λ/8B ．λ/4C ．λ/2D ．λ解析：选B.为减少反射的热效应显著的红外线，则要求红外线经薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线波长的14. 5.如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到液面上，反射光OB 射到水平的光屏上，屏上用光电管将光信号转变成电信号，电信号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B 在屏上向右移动了Δs 的距离到B ′，由此可知液面________(填“升高”或“降低”)了________．解析：作出两次的反射光路图如图所示．由几何图形可得：液面降低．又由几何关系可得：OM ＝BB ′＝Δs ，液面下降高度h ＝Δs 2·cot i . 答案：降低 12Δs ·cot i。

高中物理学习材料唐玲收集整理一、选择题1．光的颜色取决于( )A．波长B．频率C．传播速度D．折射率解析：选B.光的频率决定光的颜色，光在传播过程中频率不变，即颜色不变．2．下列应用激光的事例中错误的是( )A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料解析：选C.利用激光可以进行测量、通信、加工坚硬材料等，激光单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C所述激光的应用是错误的．3．如图所示四幅图表示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是( )解析：选D.因光在三棱镜的两个侧面上发生折射，每次折射都向底边偏折，并且玻璃对不同单色光的折射率不同，不同单色光在同一侧面的偏折角就不同．4．以下说法中正确的是( )A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果解析：选BD.肥皂泡、油膜出现的彩色条纹都是这种膜两表面的反射光叠加干涉的结果，故BD正确．5. 如图所示，一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光．若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到( )A．白光点B．光点上部红色，下部紫色C．光点上部紫色，下部红色D．看不到光源的像解析：选C.由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C 正确．6．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a 点和b 点之间，则( )A ．从a 点射出的是红光，从b 点射出的是紫光B ．从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光C ．从a 点和b 点射出的都是紫光，从ab 中点射出的是红光D ．从a 点和b 点射出的都是红光，从ab 中点射出的是紫光解析：选B.由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示．所以从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光，选项B 正确．7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b .已知a 光的频率小于b 光的频率．图中哪个光路图可能是正确的( )解析：选B.由于a 光的频率小于b 光的频率，a 光在玻璃中的折射率小于b 光在玻璃中的折射率，由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同，且出射光均应平行于入射光，可判定B 正确．8.如图所示，两束不同的单色光P 和Q ，以适当的角度射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是从圆心O 点沿OF 方向射出，则下面说法正确的是( )A ．P 光束在玻璃砖中的折射率大B ．Q 光束的频率比P 光束的频率大C ．P 光束穿出玻璃砖后频率变大D ．Q 光束穿过玻璃砖所需时间长解析：选BD.根据折射定律知Q 相对P 偏折更多，故Q 光束在玻璃砖中的折射率更大，Q 光束的频率更大，由于两光束在玻璃砖中的路程相等，v ＝c n，Q 光束速率小，穿过的时间长，P 、Q 光束从玻璃砖进入空气中时，频率不变，波长会变长．☆9.(2013·高考浙江卷)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )A ．地球上有人用红色激光照射月球B ．太阳照射到地球的红光反射到月球C ．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D ．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹解析：选C.A 选项中地月之间距离较大，激光能量不足以照亮整个月球；B 选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧；D 选项中不满足光的干涉条件．☆10.如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖．让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )A ．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B ．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C ．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D ．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧解析：选AC.根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A 项正确B 项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D 项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C 项正确．二、非选择题11．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0f λf即λ＝λ0n，那么增透膜厚度 h ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7 m. 答案：1×10－7m☆12.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s ，波长为694.3 nm ，发射功率为1.0×1010W ．求：(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm 2吸收能量达到60 J 以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为50 mm 2，则它需要吸收多少个激光脉冲才能逐渐消失？解析：(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间．一个光脉冲长度：Δl ＝c ·Δt ＝3.0×108×1.0×10－11＝3.0×10－3 m.(2)一个光脉冲所携带的能量：ΔE ＝P ·Δt ＝1.0×1010×1.0×10－11 J ＝0.1 J清除面积为50 mm 2的色斑需要光脉冲数为：n ＝E ·S ΔE ＝60×50×10－20.1＝300个． 答案：见解析。

高中物理 选修3-4 13.7 光的颜色 色散 13.8 激光 课时同步习题（含答案解析）1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹， 是因为( )A ．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹间距不同C ．各色光的强度不同D ．各色光通过双缝的距离不同图62．如图6所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是 用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光 线叠加而成的( )A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面3．光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是( ) A ．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度B ．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C ．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D ．因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消， 所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色图74．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如 图7所示，下列说法正确的是( ) A ．单色光1的波长小于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角图85．如图8所示，一束白光从顶角为θ的棱镜的一个侧面AB 以较大的入射角θ1入射， 经过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的 彩色光带先后全部消失，则( ) A ．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失6.如图9所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则( )图9A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光7．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图10所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则( )图10A．l1＜l0＜l2B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l08．如图11所示，图11两束平行的红光和紫光，相距为d，斜射到玻璃砖的上表面上(玻璃砖足够长)，当它们从玻璃砖的下表面射出时( )A．两条出射光线仍平行，但距离大于dB．两条出射光线仍平行，但距离小于dC．两条出射光线仍平行，距离仍为dD．两条出射光线将不再平行9．将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症、遗传疾病等彻底根除，在上述技术中，人们利用了激光的( )A．单向性B．单色性C．亮度高D．粒子性10．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用光的( )A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象11．一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A．该光在真空中的波长为nλB．该光在真空中的波长为λ/nC．该光的频率为c/λ光做实验，则干涉条纹间距将变________，如果改用白光做实验，在屏上将出现________ 色条纹．13．利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量．如图12甲所示，B为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲，如图乙所示中幅度大的波形，而B接收到的由小车C返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小的波形．发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示，T0、T、ΔT均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为______(填“向左”或“向右”)，速度大小为______．(光速为c)甲乙图1214．应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约是________km.15．把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入(图13 甲)，这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示)．这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环．试探究牛顿环出现的原因．为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？试叙述你选择的理由．图1316．如图14所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ图14置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成α＝30°角射入玻璃砖的圆心，由于复色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1＝2和n2＝3，求：(1)这两个光斑之间的距离；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少？参考答案1．A [双缝干涉条纹的宽度与波长成正比，各色光的波长不同，则条纹宽度不同，A 正确．]2．C [干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层．在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整．因此选项C 是正确的．]3．B [根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，选项A 正确．增透膜的厚度为光在其中波长的14，才能反射时相消，增强透射，选项B 错误，C正确．因为人对黄绿光最敏感，所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈淡紫色，选项D 正确．]4．AD [本题考查光的折射、折射率、全反射及临界角知识．由图可以判断两种单色光的折射率关系为n 1>n 2，进一步可以判断出波长关系为λ1<λ2，A 项正确；速度关系v 1<v 2，B 项错；临界角C 1<C 2，D 项正确；两束单色光在玻璃砖中传播时，由折射定律及几何公式可得，t 1>t 2，故C 项错误．]5．B [依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示，可看出由于紫光的偏折最大，由全反射临界公式sin C ＝1n，紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在AC 面上发生全反射而从光屏上消失．由以上分析可知，屏上彩色光带中的紫光先消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B 正确．]6．B [光从左边界面入射后，发生折射现象，此时光从光密介质射向光疏介质，由于水对紫光的折射率比对红光的大，所以在入射角相同的情况下，折射角不同，紫光的折射角大于红光，故a 为紫光，b 为红光．]7．D [作出自b 点发出一条光线的出射光线，反向延长后与ab 的交点在b 点的上方．由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，则成像较短，故D 对．]8．B [如图所示，由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，两条出射光线也平行，由于紫光的折射率大于红光的折射率，所以紫光折射角β小于红光折射角α，导致d′<d，故B 正确．]9．AC10．A [激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD 、VCD 、CD 唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A 正确，B 、C 、D 错误．]11．AD [注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样．由于速度变化的原因，波长会相应变化．对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长．]12．小 彩解析 本题考查干涉中的色散问题及光谱问题．在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验时，干涉条纹间距将变小．改用白光做实验时，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同，在光屏上单色光加强的位置不同，于是出现彩色干涉条纹．13．向右 c·ΔTΔT ＋2T 0解析 (1)若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C 速度方向与激光发射方向一致，即小车向右运动．(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图如下图所示．x ＝OD －OA ＝c·T ＋ΔT 2－c·T 2＝12c·ΔT ，由题图乙可知在x 这段位移内小车运动的时间t ＝T 0＋ΔT2故小车的速度大小为v ＝x t ＝c·ΔTΔT ＋2T 014．3.84×105解析 真空中的光速c ＝3.0×108m /s ，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t ＝2.56 s ，月球与地球距离为l ＝12ct ＝12×3.0×108×2.56 m ＝3.84×105km .15．见解析解析 如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张)所示．凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射光的路程差不同，在有些位置相互加强，有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹．为了使牛顿环的直径大些，其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距变大些，图中光线1和2反射回来的光线干涉后形成亮条纹．它们对应的空气厚度差应为λ/2，若选用弯曲程度较大的凸透镜，空气厚度差为λ/2的点的间距将变密，即亮条纹间距将变密，牛顿环的直径变小，故应选用弯曲程度较小的凸透镜．16．(1)(1－33)R (2)45°解析 (1)作出光路图如图所示，由折射定律有：n 1＝sin β1sin α，n 2＝sin β2sin α代入数据得：2＝sin β1sin 30°3＝sin β2sin 30°解得β1＝45°，β2＝60°故ab ＝Pb －Pa ＝R tan 45°－R tan 30°＝(1－33)R (2)当两种单色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失，且玻璃对其折射率为n 2的单色光先发生全反射，故sin C ＝1n 1＝12，即入射角α＝C ＝45°.。

光的颜色色散基础巩固1．以下属于薄膜干涉现象的是( )A．雨后美丽的彩虹B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹C．阳光下水面上油膜的彩色条纹D．阳光通过三棱镜后得到的彩色条纹2．下图中表示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是( )3．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜。

下列说法中正确的是( )A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平D．彩色条纹竖直4.如图所示，一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光。

若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到( )A．白光点B．光点上部红色，下部紫色C．光点上部紫色，下部红色D．看不到光源的像能力提升5．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变6．如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明( )A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷7．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。

他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为f＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？8．半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°，已知该玻璃对红光的折射率n。